(57)【要約】【課題】微細配線形成を可能とする低コストで省資源なレジスト膜形成方法を提供する。【解決手段】光触媒膜１２を形成した支持基板１１を準備し、光触媒膜の一部に光１４を照射し、その光照射領域を親水性に変化させることにより、光触媒膜１２の膜表面に所定パターンの親水領域１５を形成し、光触媒膜１２上にレジストを塗布して撥水領域１５ａ上のレジストを選択的に親水領域１５上に集合させることにより、所定パターンのレジスト膜１６を形成する。また、レジスト膜被転写用基板２７に支持基板１１上のレジスト膜１６を密着させ、その支持基板１１を除去して基板２７にレジスト膜１６を転写する。親水領域１５を再び撥水領域に復元することにより、支持基板１１を繰り返し再利用する。【選択図】図１
2007324255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒を含む表面(光触媒表面)を所定のパターンに対応して選択露光する工程と、
上記光触媒表面にレジストを塗布する工程とを含み、
上記工程後の光触媒表面における、非露光領域を撥水性に維持し、露光領域を親水性に変えて当該露光領域に上記塗布したレジストを集合させて上記パターンに対応したレジスト膜を形成する、ことを特徴とするレジスト膜形成方法。
【請求項２】
上記パターンが配線パターンである、ことを特徴とする請求項１に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項３】
上記光触媒表面は、基板上に形成された光触媒膜の膜表面である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項４】
上記光触媒表面は、光触媒結晶からなる基板の表面である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項５】
上記基板はレジスト膜転写用基板である、ことを特徴とする請求項３または４に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項６】
上記レジスト膜を形成したレジスト膜転写用基板からレジスト膜被転写用基板に該レジスト膜を転写する工程を含む、ことを特徴とする請求項５に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項７】
レジスト膜被転写用基板が配線基板である、ことを特徴とする請求項６に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項８】
上記転写後の光触媒表面を親水性から撥水性に復元して次のレジスト膜形成に再利用する、ことを特徴とする請求項６に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項９】
上記光触媒表面の復元は、光触媒表面に対する光照射処理または加熱処理による、ことを特徴とする請求項８に記載のレジスト膜形成方法。
【請求項１０】
上記レジストが水溶性樹脂である、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のレジスト膜形成方法。
【請求項１１】
上記レジストは、室温で０．０００１〜１００Ｐａ・ｓの範囲の粘度を有する、ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のレジスト膜形成方法。
【請求項１２】
レジスト膜転写用基板上に形成された光触媒膜の表面(光触媒表面)または光触媒結晶からなるレジスト膜転写用基板の表面(光触媒表面)を配線パターンに従い選択露光して撥水性から親水性にする工程と、
上記レジスト膜転写用基板の光触媒表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストを選択露光した部分に集合させて上記配線パターンに対応したレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜転写用基板をレジスト膜被転写用基板にレジスト膜を転写する位置にセットして該レジスト膜転写用基板からレジスト膜被転写用基板に上記レジスト膜を転写する転写工程と、
上記転写後のレジスト膜転写用基板に、当該基板面上の選択露光した部分を親水性から撥水性に復元する復元処理を施す復元工程と、
を備えることを特徴とするレジスト膜形成方法。
【請求項１３】
光触媒を含む表面(光触媒表面)を所定パターンに対応して選択露光するための露光手段と、
上記光触媒表面にレジストを塗布するためのレジスト塗布手段と、
を含む、ことを特徴とするレジスト膜形成装置。
【請求項１４】
上記光触媒表面がレジスト膜転写用基板に形成されている、ことを特徴とする請求項１３に記載のレジスト膜形成装置。
【請求項１５】
上記所定パターンは、配線パターンである、ことを特徴とする請求項１３または１４に記載のレジスト膜形成装置。
【請求項１６】
レジスト膜転写用基板上の光触媒表面を配線パターンに従い選択露光するための露光手段と、
上記光触媒表面にレジストを塗布するためのレジスト塗布手段と、
レジスト膜転写用基板をレジスト膜被転写用基板にレジスト膜を転写する位置にセットして該レジスト膜転写用基板からレジスト膜被転写用基板に配線パターンに対応したレジスト膜を転写するための転写手段と、
を備えることを特徴とするレジスト膜形成装置。
【請求項１７】
上記転写後のレジスト膜転写用基板に当該基板面上の光触媒表面を撥水性に復元する復元処理を施すための復元手段を備えることを特徴とする請求項１６記載のレジスト膜形成装置。
【請求項１８】
上記復元処理は、光触媒表面に露光または加熱を施す処理である、ことを特徴とする請求項１７に記載のレジスト膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に配線基板の製造方法に関し、エッチングマスクやめっきマスクに用いるレジスト膜形成方法およびレジスト膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、軽量化、薄型化および電子回路の高速処理化に伴って、電子部品の小型化および高周波化が強く要求されている。これに対応すべく、各種の実装部品をより高密度に実装することで、配線長を短くして高周波化への対応や小型化への対応を行っている。このため、それらを実装する配線基板もまた、小型高密度なものが望まれている。従来、配線基板における配線形成方法の１つに、サブトラクティブ法がある。このサブトラクティブ法は、銅張積層板の表面の銅箔上に所定のパターンのエッチングレジスト膜を形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとして露出している銅をエッチングで除去し、最後にレジスト膜を除去して、配線形成を行うものである。このサブトラクティブ法は、配線基板の配線形成方法として現在でも多用されている方法である。しかしながら、このサブトラクティブ法では、ウェットエッチングを用いるために配線断面が台形になる。このため、１００μｍ以下程度の微細な配線幅になると歩留まりが低下しやすい。
【０００３】
そこでより微細な配線を形成する方法として、めっきにより配線を形成するフルアディティブ法やセミアディティブ法がある。フルアディティブ法は、絶縁性基板の表面を触媒処理した後、所定のパターンのめっきレジスト膜を形成し、このレジストパターンをめっきマスクとしてレジストの無い部分に無電解めっきにより銅を析出し、最後にレジスト膜を除去して、配線形成を行うものである。セミアディティブ法は、まず、絶縁性基板の表面に薄い銅層を形成した後、所定のパターンのめっきレジスト膜を形成し、銅層を給電層とした電解めっきにより、レジストパターンをめっきマスクとしてレジストの無い部分に銅の厚膜を形成する。最後にレジスト膜を除去するとともに、薄い銅層をエッチング除去し、配線形成を行うものである。
【０００４】
これらめっきにより配線を形成するフルアディティブ法やセミアディティブ法では、配線パターンの精度がレジスト膜の精度で決まるため、サブトラクティブ法に比べてより微細な配線に対応できる方法である。
【０００５】
これに対し、最近ではインクジェットノズルを用いて導電性ペーストの液滴を絶縁性基板の表面に噴射し、配線を描画して形成する方法も注目されている。この方法は、噴出された液滴の径が微小であっても基板に着弾した際に濡れ広がって付着してしまう課題がある。それを防ぐために、例えば、液滴の付着に対してレジスト膜となる撥水性の膜を所定のパターン形状に形成し、絶縁性基板の表面の露出した部分にのみに導電性ペーストを付着させることにより、微細な配線を描画する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
以上述べた配線形成方法ではレジスト膜が重要であり、微細な配線を形成するためには、レジスト膜の高精度な形成方法が要求される。レジスト膜の形成方法としては、従来、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法などがある。スクリーン印刷法は、所定のパターンを備えたシルクスクリーンを用いて、液状のレジストを基板上に直接印刷し、熱または光により硬化して、レジスト膜を形成する方法である。このスクリーン印刷法は安価である。しかしながら、その反面、印刷解像度が低いためパターン幅を１００μｍ以下を得る事は困難である。そこでより微細なパターンを形成できることから、光学的にレジストパターンを形成するフォトリソグラフィー法が主に使用されている。
【０００７】
フォトリソグラフィー法は、液状またはフィルム状の感光性レジストを基板全体に形成した後にパターン形状に露光して現像する方法である。図５を参照して、フォトリソグラフィー法によって基板上にレジストを形成する方法を説明する。最初に、図５（ａ）で示すように、基板５７の表面の全面に感光性レジスト５２を形成する。次に、図５（ｂ）で示すように、所定のパターンを有する露光マスク５３を通して光５４を照射する。次に、図５（ｃ）で示すように、露光された部分５６のレジストを感光させる。最後に、図５（ｄ）で示すように、薬液により現像して、所定のパターンのレジスト膜を形成する。このフォトリソグラフィー法は、光学的にレジストパターンを形成するため、微細化が可能となる。
【０００８】
上記エッチングマスクやめっきマスク、および、インクジェット用マスクなどに使用される従来のレジスト膜の形成方法は、以下の課題を有している。まず、スクリーン印刷法は、印刷解像度が低いため、微細なパターンを形成することが困難である。また、形成されたレジスト膜にシルクスクリーンの編目模様が転写され、端部の平滑性が確保できない。ひいては、レジスト膜を用いて形成される配線の直線性も低いものとなる課題を有する。
【０００９】
フォトリソグラフィー法は、スクリーン印刷法に比べ微細なパターンのレジスト膜を形成することが可能である。しかし、露光工程および現像工程といった工程が増加する。露光工程は、光学的にレジストパターンを形成する工程であり、微細なパターンを形成するためには必須である。しかし、現像工程は、できることならその工程を簡略ないし省略したい。特に、現像工程は薬液によるウエットプロセスであり時間もかかるうえ、使用後の廃液処理を含む装置が高価であり、プロセスのコストアップの要因となっていた。また、現像時にレジストとともに基板を薬液にさらすため、薬液による基板への影響が懸念されるとともに、後工程で、洗浄工程・乾燥工程などの処理が増えて煩雑である。
【特許文献１】特開２００３−１８８４９７号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明により解決すべき課題は、光学的にレジストパターンを形成することによって微細かつ直線性の高いパターン形成が可能で、現像工程のいらない短タクトで安価にレジスト膜を形成可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明第１によるレジスト膜形成方法は、光触媒を含む表面(光触媒表面)を所定パターンに対応して選択露光する工程と、上記光触媒表面にレジストを塗布する工程とを含み、上記工程後の光触媒表面における、非露光領域を撥水性に維持し、露光領域を親水性に変えて当該露光領域に上記塗布したレジストを集合させて所定パターンに対応したレジスト膜を形成することを特徴とするものである。
【００１２】
上記選択露光の形態は限定しないが、例えば露光マスクを用いた光照射や光ビームによる直接描画でもよい。露光用の光は、光触媒を励起するエネルギーより高いエネルギーを持つ波長の光を少なくとも含む。
【００１３】
光触媒は、特に限定しないが、半導体光触媒を用いることができ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化カドミウム、酸化インジウム、酸化銀、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化スズ、酸化バナジウム、酸化ニオブなどの金属酸化物半導体が上げられる。特に、バンドギャップエネルギーが大きい酸化チタンが好ましい。酸化チタンは結晶型によりルチル型とアナターゼ型とに分けられ、いずれも使用することができるが、アナターゼ型の方が、光触媒作用が高いので好ましい。
【００１４】
光触媒表面は、光触媒膜の膜表面であってもよいし、光触媒結晶基材の基材表面であってもよい。
【００１５】
所定パターンは特に限定しないが、例えば配線パターンがある。
【００１６】
レジストの種類は特に限定しない。レジストの性状は、撥水領域から親水領域に移動することができる粘度を有する液状を含む。
【００１７】
レジスト膜の膜厚は特に限定しない。
【００１８】
本発明第１においては、レジスト膜を形成する表面を光触媒表面としている。この光触媒表面は、撥水性を有しており、光を照射されるとその照射部分のみが撥水性から親水性となって、親水性を一定期間保持する性質を有する。
【００１９】
本発明第１においては、光触媒表面を所定パターンに対応させて選択露光することにより光触媒表面に所定パターンに対応した親水領域を形成することができる。また、露光されなかった領域は撥水領域のまま残される。そして、その親水領域と撥水領域とを有する光触媒表面にレジストを塗布するので、レジストは親水領域と撥水領域に対する濡れ性の相違により親水領域に移動集合する結果、所定パターンに対応したレジスト膜を形成することができる。このレジスト膜からなるパターン（レジストパターン）は、光学的に形成することができるものであるから、スクリーン印刷では困難であった微細かつ直線性の高いパターンが形成できることに加えて、従来のフォトリソグラフィー法では必要であった現像工程が無いから、大幅にタクトタイムを短縮してレジスト膜を配線パターン等の所定のパターンに高精度に即して形成することが可能となる。
【００２０】
上記光触媒表面は基板上に形成された光触媒膜の膜表面で構成することができる。光触媒の微粒子のスラリーや光触媒となる原料金属の有機化合物をこの基板の表面に塗布して焼成などにより薄膜化して光触媒膜を成膜する方法や、スパッタ、蒸着、溶射により物理的に光触媒膜を成膜する方法がある。また、光触媒作用によって酸化分解されにくいバインダを用いることにより、光触媒の微粒子をバインダに分散してなる膜を光触媒膜として塗布形成することもできる。光触媒膜の膜厚は、０．０１〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。光触媒膜を形成する基板としては、光触媒膜を実質的に保持することができる基板であればよく、例えば、アルミニウムなどの金属や、セラミック、ガラス、プラスチック、および、それらの複合材料を基板の材料に利用できる。特に、光触媒作用によって酸化分解されない無機材料が基板の材料に好ましい。さらに、この基板は、光触媒膜との接着強度の向上や、光触媒作用による基板の変性防止のために、光触媒膜との界面に変性防止用中間層を備えていても良い。
【００２１】
また、記光触媒表面は、光触媒結晶からなる基板の表面で構成することができる。この場合、基板表面に光触媒膜を形成する必要がなくなる。光触媒膜を形成する基板あるいは、光触媒結晶からなる基板はレジスト膜転写用基板として用いることができる。
【００２２】
本発明では、上記選択露光工程とレジスト塗布工程の後に、レジスト膜を形成したレジスト膜転写用基板からレジスト膜被転写用基板に該レジスト膜を転写する工程を含むことができる。このレジスト膜被転写用基板を配線基板として該配線基板にレジスト膜を転写することが好ましい。
【００２３】
本発明において注目すべき態様は、上記転写後の光触媒表面を親水性から撥水性に復元して次のレジスト膜形成に再利用することである。この態様では例えば配線パターンを変更した場合でも、基板を廃棄することなく繰り返し再利用することができるため、資源の節約など環境保護に貢献し、かつ、コストの削減も可能な製造方法とすることができるという多大な効果を奏する。この場合の光触媒表面の復元方法には例えば光触媒表面に対する光照射処理または加熱処理がある。
【００２４】
本発明では上記レジストとして液状、とりわけ水溶性の樹脂を用いることが好ましい。このようなレジストでは、撥水領域から親水領域に容易に移動することができる。この場合のレジストは、室温で０．０００１〜１００Ｐａ・ｓの範囲の粘度を有することが好ましい。
【００２５】
本発明第２によるレジスト膜形成方法は、レジスト膜転写用基板上に形成された光触媒膜の表面(光触媒表面)または光触媒結晶からなるレジスト膜転写用基板の表面(光触媒表面)を配線パターンに従い選択露光して撥水性から親水性にする工程と、上記レジスト膜転写用基板の光触媒表面にレジストを塗布し、その塗布したレジストを露光した部分に集合させてレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜転写用基板をレジスト膜被転写用基板にレジスト膜を転写する位置にセットして該レジスト膜転写用基板からレジスト膜被転写用基板に上記レジスト膜を転写する転写工程と、記転写後のレジスト膜転写用基板に、当該基板面上の選択露光した部分を親水性から撥水性に復元する復元処理を施す復元工程と、を備えることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明第２では、上記工程を繰り返すことにより、フォトリソグラフィー法で必要とされていた現像工程が不要でありつつ高精度に微細な配線パターン用のレジスト膜を転写することができ、かつ、同一のレジスト膜転写用基材を再利用することにより、安価、歩留まり良く、資源を有効活用してレジスト膜を形成することができる。
【００２７】
なお、本発明第３によるレジスト膜形成装置は、光触媒を含む表面(光触媒表面)を所定のパターンに対応して選択露光するための露光手段と、上記光触媒表面にレジストを塗布するためのレジスト塗布手段とを含む、ことを特徴とするものである。この場合、上記光触媒表面がレジスト膜転写用基板に形成されていることが好ましい。また、上記パターンは、配線パターンであることが好ましい。
【００２８】
なお、本発明第４によるレジスト膜形成装置は、レジスト膜転写用基板上の光触媒表面を配線パターンに従い選択露光するための露光手段と、上記光触媒表面にレジストを塗布するためのレジスト塗布手段と、レジスト膜転写用基板をレジスト膜被転写用基板にレジスト膜を転写する位置にセットして該レジスト膜転写用基板からレジスト膜被転写用基板に配線パターンに対応したレジスト膜を転写するための転写手段と、を備えることを特徴とするものである。この場合、上記転写後のレジスト膜転写用基板に当該基板面上の光触媒表面を撥水性に復元する復元処理を施すための復元手段を備えることが好ましい。さらに、この復元処理は、光触媒表面に露光または加熱を施す処理であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、光学的に微細かつ直線性の高いレジスト膜を形成するに際してフォトリソグラフィー法では必須であった現像工程を廃止することができるようになるから、タクトタイムが大幅に短縮し、かつ安価に歩留まり良く、レジスト膜を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１を主に参照して実施の形態１にかかるレジスト膜の形成方法を説明する。まず、図１（ａ）で示すように、支持基板１１の基板表面に撥水性を有する光触媒膜１２を形成する。支持基板１１はレジスト膜転写用基板となる。光触媒膜１２は、光触媒を主成分とする材料の膜であり、撥水性を有しており、光が照射されるとその照射部分のみが撥水性から親水性となるとともに、かつ、その親水性を一定期間保持する性質を有する。ここで、物質の撥水性および親水性は、物質表面と水滴の接触角で表すことができる。図６を参照しながら、接触角について説明する。図６（ａ）で示すように、空気中にある固体６１の表面に水滴６２を置いたとき、固体表面６１ａと水滴表面６２ａとは一定の角を成す。固体６１、水滴６２、空気の３相の接触点で水滴表面６２ａに接線を引き、水滴を含む側の固体表面６１ａと挟まれた角６３を、接触角と呼ぶ。この角６３の大小で固体表面６１ａの濡れの度合いが測られる。すなわち、接触角６３が小さければ水滴６２は固体表面６１ａを拡がるためよく濡れ、また大きければ濡れにくい、ということになる。例えば、図６（ｂ）で示すように接触角６３が１０度程度という非常に小さい場合、固体表面６１ａの水滴６２は略平らに張り付いた形となる。また、図６（ｃ）で示すように接触角６３が１８０度に近い程、固体表面６１ａが水滴６２をはじいて水玉になっている状態となる。このように、水を滴下して水滴６２と固体表面６１ａの角度を求め、この接触角６３が大きいほど、表面の撥水性が高いと評価する。
【００３２】
通常の環境下では物質の表面は程度の差はあるが水をはじく性質がある。例えば、ガラスなどの無機材料ではおよそ２０〜３０度程度、樹脂ではおよそ７０〜９０度程度、撥水性のあるフッ素樹脂などではおよそ９０度程度の接触角を示す。
【００３３】
一方、酸化チタンに代表される光触媒は、光照射することにより表面に１０度以下という小さな接触角を生成することができる。例えば、酸化チタンからなる膜は、初期は接触角が数１０度以上を示す撥水状態であるが、紫外線を照射すると接触角が減少して、最後には接触角が１０度以下となる性質を有する。この親水状態は、紫外線照射を止めても数１０時間は維持され、一週間程度で徐々に初期の撥水状態に戻る。
【００３４】
光触媒の光照射によって起こる親水化現象は現在のところ必ずしも明確にできないとされているが、酸化チタンの紫外線照射をモデルとして概ね次のように理解されている。
【００３５】
酸化チタンの膜表面では、チタン原子間を酸素が架橋して化学的に安定している。そのため、水分子が付着することなく、この状態では膜表面は撥水性を示す。この安定した状態に紫外線があたると、一部の架橋酸素が離脱して酸素欠陥が生じる。ここに空気中の水分が結合して表面に水酸基が生成されるため、化学吸着水が生成した親水性の状態になると解釈されている。なお、紫外線を照射しなかった領域は酸素欠陥が生じないため撥水性を保持し、親水領域と撥水領域とが共存する構造を示すことができる。また、親水性を示している表面への紫外線照射をやめると、表面の水酸基が再度酸素と置換されるため、撥水性に復元されることとなる。
【００３６】
図１に戻って、光触媒膜１２に用いる光触媒は、半導体光触媒を用いることができ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化カドミウム、酸化インジウム、酸化銀、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化スズ、酸化バナジウム、酸化ニオブなどの金属酸化物半導体が上げられる。特に、バンドギャップエネルギーが大きい酸化チタンが好ましい。酸化チタンは結晶型によりルチル型とアナターゼ型とに分けられ、いずれも使用することができるが、アナターゼ型の方が、光触媒作用が高いので好ましい。
【００３７】
光触媒膜１２を支持基板１１の基板表面に形成する方法は、特に限定されないが、例えば、光触媒の微粒子のスラリーや光触媒となる原料金属の有機化合物を支持基板１１の基板表面に塗布して焼成などにより薄膜化する方法や、スパッタ、蒸着、溶射により物理的に成膜する方法がある。また、光触媒作用によって酸化分解されにくいバインダを用いることにより、光触媒の微粒子をバインダに分散してなる膜を塗布して形成することもできる。光触媒膜１２の膜厚は、０．０１〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。
【００３８】
支持基板１１は、光触媒膜１２を実質的に保持する役目を果たすものであればよく、例えば、アルミニウムなどの金属や、セラミック、ガラス、プラスチック、および、それらの複合材料が利用できる。特に、光触媒作用によって酸化分解されない無機材料が好ましい。さらに、支持基板１１は、光触媒膜１２との接着強度の向上や、光触媒作用による支持基板１１の変性防止のために、光触媒膜１２との界面に変性防止用中間層を備えていても良い。
【００３９】
なお、本実施の形態１においては、支持基板１１の基板表面に光触媒膜１２を形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、支持基板１１が一つの光触媒結晶となし、この支持基板１１の基板表面を光触媒表面としてもよい。
【００４０】
次に、図１（ｂ）で示すように、支持基板１１上の光触媒膜１２の上方に露光マスク１３を配置する。この露光マスク１３は所定パターン形状の光透過部分１３ａを備える。１３ｂは光遮蔽部分である。この所定パターンは例えば配線パターンである。そして、光触媒膜１２に対して露光マスク１３を介して光１４を照射する。これにより、光触媒膜１２の膜表面は所定パターンに対応して選択露光される。すなわち、光触媒膜１２においては、露光マスク１３の光遮蔽部分１３ｂにより光１４が照射されない領域（非露光領域）は撥水性を維持される一方で、露光マスク１３の光透過部分１３ａを透過して光１４が照射された領域（露光領域）は撥水性から親水性に変化する。こうして、光触媒膜１２には図１（ｃ）で示すように上記所定パターンに対応した親水領域１５とその周囲の撥水領域１５ａとに区画される。露光領域と未露光領域の濡れ性が実質的に異なればよいが、親水領域１５の水の接触角は１０度以下であることが好ましい。また、未露光部分との接触角の差が９０度以上あることがより好ましい。
【００４１】
上記照射光１４は、光触媒を励起するエネルギーより高いエネルギーを持つ波長の光を少なくとも含む。例えば、光触媒としてアナターゼ型の酸化チタンを用いた場合は、３８０ｎｍ以下の波長が非常に短い光を含む紫外線（超紫外線領域を含む）であり、光源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、エキシマランプや、高調波ＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどが利用できる。
【００４２】
露光マスク１３は、公知のフォトマスクを用いることができ、例えば、有機フィルムにハロゲン化銀乳剤でパターンを形成した安価なものや、微細なパターン形成用途にはガラスの表面にクロムでパターンを形成したものが利用できる。なお、図１（ｂ）では露光マスク１３と光触媒膜１２との間に隙間を設けて露光マスク１３と光触媒膜１２とが接触しない非接触露光方式としているが、本発明はこれに限定されず、露光マスク１３と光触媒膜１２とが接触する密着露光方式であってもよい。上記非接触露光方式は、露光マスク１３と光触媒膜１２との接触がない投影露光方式なので、ゴミ付着などによる露光マスク１３の破損や汚染問題を回避できる利点があるので好ましい。なお、本実施の形態においては、光触媒膜１２の膜表面に対する光照射を露光マスク１３を介して行っているが、本実施の形態１はこれに限定されない。光照射をレーザなどの微細なビーム光源で行う場合は、直接、所定パターンを描画してもよい。
【００４３】
次に、図１（ｄ）で示すように、所定パターンの親水領域１５が形成された光触媒膜１２上に、液状のレジスト１６ａを塗布する。この塗布したレジスト１６ａは、図１（ｅ）で示すように、光触媒膜１２の撥水領域１５ａではじかれ、親水領域１５に向かう矢印方向の駆動力が自動的に作用する結果、レジスト１６ａは自発的に親水領域１５に選択的に移動集合してくる。これにより、光触媒膜１２上には図１（ｆ）で示すように、所定パターンのレジスト膜１６が形成する。上記の場合、レジスト１６ａは、水溶性樹脂からなることが好ましい。水溶性樹脂とは、溶媒としての水に可溶である樹脂の事であり、そのような水溶性および水希釈性の樹脂は多数あり、かつ、水に難溶または不溶性な樹脂であっても変性することにより水溶化可能であるが、例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂を変性した樹脂を用いる事ができる。
【００４４】
また、レジスト１６ａは、室温における粘度が０．０００１〜１００Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましい。レジスト１６ａのより好ましい粘度は、０．０００１〜１０Ｐａ・ｓである。これにより、上述の濡れ性の違いによる表面張力差に基づいて、レジスト１６ａに対する光触媒膜１２上の親水領域１５への集合の駆動力を効率よく短時間に作用させることができる。さらに、レジスト１６ａの表面張力は、撥水領域１５ａの臨界表面張力以上であることがより好ましい。
【００４５】
光触媒膜１２上へのレジスト１６ａの塗布は、特に限定されず、レジスト１６ａの粘度や性状に応じて適宜選択すればよいが、スプレー法、ロールコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スピンコート法などが使用できる。
【００４６】
なお、レジスト１６ａは熱硬化型または光硬化型であることが好ましい。この場合、所定パターンに形成されたレジスト１６ａに対して熱処理または光照射などを追加して行うことにより、形状を保持しながら次の工程で転写できる粘度に調整されたレジスト膜１６を形成することが可能となる。この際、室温における粘度が１００〜１０００００Ｐａ・ｓの範囲に調整することが好ましい。
【００４７】
次に、図２を参照して、上記により形成したレジスト膜をレジスト膜被転写用基板２７に転写する工程を説明する。このレジスト膜被転写用基板２７はその用途は特に限定しないが、例えば配線基板である。まず、図２（ａ）で示すように、レジスト膜被転写用基板２７上に、レジスト膜１６を有する支持基板１１を矢印向きに配置し、次いで、図２（ｂ）で示すように支持基板１１上のレジスト膜１６を、レジスト膜被転写用基板２７に密着させる。その後、図２（ｃ）で示すように、レジスト膜被転写用基板２７から支持基板１１を矢印向きに除去することにより、レジスト膜被転写用基板２７にレジスト膜１６を転写させる。
【００４８】
レジスト膜被転写用基板２７は、その表面にレジスト膜１６を転写形成できるものであれば特に限定されず、例えば、金属、セラミック、ガラス、プラスチック、および、それらの複合材料が利用できる。特に、配線基板における配線形成方法に関し、本実施の形態のレジスト膜形成方法によって作製されるレジスト膜１６をエッチングマスクやめっきマスク、および、インクジェット用マスクなどに用いる場合、レジスト膜被転写用基板２７としては、配線基板材料として公知の絶縁性基板や、銅張積層板などの一主面に金属層を備えた絶縁性基板を用いることが好ましい。
【００４９】
レジスト膜１６をレジスト膜被転写用基板２７に密着させる工程は、例えば４０〜１００℃に加熱することが好ましい。これにより、レジスト膜１６を軟化させてレジスト膜被転写用基板２７への密着性を向上し、転写を容易にすることができる。また、レジスト膜１６が熱硬化型または光硬化型である好ましい形態の場合、レジスト膜１６をレジスト膜被転写用基板２７に転写した後に、例えば１００〜２００℃の熱処理または光照射などを追加して行うことにより硬化することが望ましい。
【００５０】
以上により、本実施の形態１のレジスト膜形成方法により作製した所定パターンのレジスト膜１６をレジスト膜被転写用基板２７上に得ることができる。本実施の形態によれば、光学的にレジストパターンを形成することによってスクリーン印刷では困難であった微細かつ直線性の高いパターンが形成できる。また、現像工程がなく短タクトにレジストを形成することが可能となる。
【００５１】
（実施の形態２）
次に、図３を参照しながら、実施の形態２を説明する。なお、実施の形態１と同様の点についての説明は省略ないしは簡略する。実施の形態１では、光触媒膜１２を備えた支持基板１１を準備する工程は、支持基板１１の少なくとも一主面に光触媒膜１２を形成したが、これに限らず他の手法を用いることができ、例えば、レジスト膜被転写用基板２７にレジスト膜１６を転写する際に除去した支持基板１１を再利用することもできる。
【００５２】
図３は、本発明の実施の形態２にかかるレジスト膜形成方法において、光触媒膜１２を備えた支持基板１１の再利用方法を説明する主要工程の断面図である。支持基板１１上に形成された撥水性を有する光触媒膜１２において、光が照射された露光領域のみを親水性に変化させることにより、所定パターンの親水領域１５とその周囲の撥水領域１５ａとが形成されている。上述したように、親水領域１５は、光照射を止めると、その後徐々に撥水状態に復元する。したがって、復元後は再び利用することができる。
【００５３】
図３（ａ）で示すように、親水状態から撥水状態への復元は、親水化した時に用いた照射光とは異なる波長の光を照射する方法や、加熱処理を行う方法などで、親水領域１５に対して光や熱などの外力３８を加える。これにより、図３（ｂ）で示すように、親水領域１５は撥水領域に復元し、光触媒膜１２全体を撥水状態に短時間に復元させることができる。
【００５４】
以上により、パターンを変更した場合でも、支持基板は廃棄することなく再利用することができるため、資源の節約など環境保護に貢献し、かつ、コストの削減も可能な製造方法とすることができる。
【００５５】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３にかかるレジスト膜形成装置の構成を示す断面図である。図４を参照して、本実施の形態３のレジスト膜形成装置を説明する。このレジスト膜形成装置４０は、回転ドラム形状の支持基板４１を備える。この支持基板４１は図示略の駆動機構により矢印向きに自転させられるようになっている。この支持基板４１の外周面には撥水性を有する光触媒膜４２が形成されている。支持基板４１の周囲に、光ビーム照射機構４３が配置されている。この光ビーム照射機構４３から、光触媒膜４２の膜表面に対して所定パターンに対応した光を照射し、その照射を撥水性から親水性に変化させて、光触媒膜４２の膜表面に上記所定パターンに対応した親水領域を形成する。次に、支持基板４１の周囲で該支持基板４１の回転方向下流側にレジスト供給機構４４が配置されている。このレジスト供給機構４４から、光触媒膜４２の膜表面にレジストが塗布される。この塗布したレジストは光触媒膜４１の膜表面を撥水領域から親水領域に移動集合して当該親水領域に上記所定パターンのレジスト膜が形成される。次に、支持基板４１の周囲で該支持基板４１のさらに回転方向下流側にレジスト転写機構４６が配置されている。レジスト転写機構４６により、レジスト膜被転写用基板４７に光触媒膜４２の膜表面上のレジスト膜を密着させ、レジスト膜被転写用基板４７にレジスト膜が転写される。また、支持基板４１の周囲で該支持基板４１のさらに回転方向下流側に復元機構４９が配置されている。復元機構４９により、光照射または加熱処理を行い、光触媒膜４２の親水性に変化した領域が再び撥水性に復元される。
【００５６】
さらに、レジスト膜形成装置４０は、所定パターンに形成されたレジストに対して熱処理または光照射などを追加して行うことにより、形状を保持しながら次の工程で転写できる粘度に調整する手段である粘度調整機構４５、基板４７を搬送するための手段である搬送機構５０、光触媒膜４２の表面を掃除するクリーニング機構４８、を適宜備えている。このように、本実施の形態３のレジスト膜形成装置により、配線パターン等の所定パターンのレジストを生産性良く基板上に得ることができる。
【００５７】
なお、支持基板４１は回転ドラム形状ではなく、回転軸回りに回転する環状基板形状とし、その環状面上に光触媒膜を形成すると共に、その環状面上に上記各機構を配置する構成とすることができる。
【００５８】
以上、本発明を好適な実施の形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々な改変が可能である。また、上記各実施の形態における構成および改変例は相互に適宜組み合わせることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、微細かつ直線性の高いパターンを短タクトかつ安価に製造できるため、配線基板における配線形成方法に関し、エッチングマスクやめっきマスク、および、インクジェット用マスクの形成方法として有用である。また、ディスプレイ分野の微細パターン形成方法としても適用が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係るレジスト膜形成方法を説明するための主要工程断面図である。
【図２】図２は実施の形態１に係るレジスト膜形成方法を説明するための主要工程断面図である。
【図３】図３は実施の形態２に係るレジスト膜形成方法を説明するための主要工程断面図である。
【図４】図４は実施の形態３に係るレジスト膜形成装置の構成を示す断面図である。
【図５】図５は従来例に係るレジスト膜形成方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図６】図６は物質の撥水性および親水性に関し当該物質表面と水滴の接触角の説明に用いる図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１、４１  支持基板
１２、４２  光触媒膜
１３、５３  露光マスク
１４、５４  照射光
１５  親水領域
１５ａ  撥水領域
１６  レジスト膜
１６ａ  レジスト
２７、４７、５７  基板
３８  外力（光、熱）
４０  レジスト膜形成装置
４３  光ビーム照射機構
４４  レジスト供給機構
４５  粘度調整機構
４６  レジスト膜転写機構
４８  クリーニング機構
４９  復元機構
５０  搬送機構
５２  感光性レジスト
５６  感光部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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